DE69527304T2 - Ferrofluid mit verbesserter oxidationsbeständigkheit - Google Patents
Ferrofluid mit verbesserter oxidationsbeständigkheitInfo
- Publication number
- DE69527304T2 DE69527304T2 DE69527304T DE69527304T DE69527304T2 DE 69527304 T2 DE69527304 T2 DE 69527304T2 DE 69527304 T DE69527304 T DE 69527304T DE 69527304 T DE69527304 T DE 69527304T DE 69527304 T2 DE69527304 T2 DE 69527304T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ferrofluid
- antioxidant
- carrier liquid
- magnetic
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title abstract description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 14
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 claims description 11
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- -1 trimellitate triester Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 17
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 8
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 7
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N benzylamine Chemical compound NCC1=CC=CC=C1 WGQKYBSKWIADBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N N-phenyl aniline Natural products C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000006177 alkyl benzyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N d-alpha-tocopherol Natural products OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N dihydromaleimide Natural products O=C1CCC(=O)N1 KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)iron;iron Chemical compound [Fe].O[Fe]=O.O[Fe]=O UCNNJGDEJXIUCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000003021 phthalic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical group [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 229960002317 succinimide Drugs 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- VGZTVHRJEVWFIA-UHFFFAOYSA-N synthane Chemical compound FC(F)OC(F)C(F)(F)C(F)F VGZTVHRJEVWFIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001295 tocopherol Drugs 0.000 description 1
- 229930003799 tocopherol Natural products 0.000 description 1
- 235000010384 tocopherol Nutrition 0.000 description 1
- 239000011732 tocopherol Substances 0.000 description 1
- 125000005591 trimellitate group Chemical group 0.000 description 1
- GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N α-tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2O[C@@](CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
- H01F1/445—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a compound, e.g. Fe3O4
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
- Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ferrofluidzusammensetzung mit verbesserter Oxidationsbeständigkeit sowie ein Verfahren zum Verlängern der Gelierzeit eines Ferrofluids.
- Super-paramagnetische Fluide, die allgemein als Ferrofluide bezeichnet werden, sind Kolloidsuspensionen magnetischer Teilchen, die in einer Trägerflüssigkeit suspendiert sind. Die magnetischen Teilchen werden in der Trägerflüssigkeit durch ein Dispergationsmittel suspendiert, das an der Oberfläche der magnetischen Teilchen haftet, um die Teilchen physikalisch voneinander zu trennen. Dispergationsmittel sind Moleküle mit einer polaren "Kopf"- oder Ankergruppe, die sich an das magnetische Teilchen anlagert, und einem "Schwanz", der sich von der magnetischen Oberfläche nach außen erstreckt.
- Die US-A-3764540 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Magnetofluiden mit einer stabilen Kolloidsuspension von Magnetit und elementarem Eisen durch Pulverisieren einer nicht magnetischen oder antimagnetischen Vorläuferverbindung (z. B. Wustitteilchen) auf kolloidale Größe, Dispergieren des Vorläufers in einem Trägerfluid und nachfolgendes Konvertieren des Vorläufers in ferromagnetische Formen, während er in stabilen Suspensionen vorliegt. Pyrophores Wustit wird gegen Oxidation geschützt, indem es mit einem Dispergationsmittel wie beispielsweise Ölsäure überzogen wird.
- Die JP-A-2-239603 offenbart ein magnetisches Fluid mit kolloidem Kobalt oder Eisen in einem geeigneten Lösungsmittel mit einem Dispergationsmittel, das aus Alkyl- oder Alkenyl-Succinimid und Benzylamin gewählt ist.
- Magnetofluide haben ein breites Spektrum von Anwendungsgebieten in Industrie und Wissenschaft, die dem Fachmann wohlbekannt sind. Magnetofluide können, ohne einen Behälter, durch ein magnetisches Feld positioniert und im Raum gehalten werden. Diese einzigartige Eigenschaft hat dazu geführt, daß magnetische Fluide als flüssige Dichtungen verwendet werden, die ein niedriges Drehmoment ohne Belastung haben und während dynamischer Operationen keine Teilchen erzeugen, wie es bei herkömmlichen Lippendichtungen gewöhnlich der Fall ist. Spezielle Anwendungen von Magnetofluiden, die die vorliegende Erfindung darstellen, und ihre Vorteile umfassen die Verwendung von magnetischen Flüssigkeiten als Elemente von Dichtungen für Computerplattenlaufwerke, als Dichtungen und Schmierstoffe für Lager, für Druck- und Vakuum-Dichtungsvorrichtungen, für Wärmeübertragungs- und Dämpfungsfluide in Lautsprechervorrichtungen und für Trägheitsdämpfung.
- Bei vielen Dichtungsanwendungen, die ein Dichtungssystem mit einem magnetischen Kolloid verwenden, ist es besonders vorteilhaft, ein magnetisches Kolloid mit der geringstmöglichen Viskosität einzusetzen, um die Reibungswärme zu reduzieren. Dies wiederum senkt die Temperatur des Fluids in der Dichtung und damit die Verdampfungsrate der Trägerflüssigkeit, wodurch die Lebensdauer der Dichtung verlängert wird. Im Idealfall haben Magnetofluide, die zum Abdichten von Computerplattenlaufwerken geeignet sind, sowohl geringe Viskosität als auch eine niedrige Verdampfungsrate.
- Diese beiden physikalischen Eigenschaften von Magnetofluiden werden in erster Linie durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Trägerflüssigkeit bestimmt. Gemäß der Einsteinschen Beziehung ist die Viskosität eines idealen Kolloids
- (N/N&sub0;) = 1 + αφ
- wobei
- N die Viskosität des Kolloids, N&sub0; die Viskosität der Trägerflüssigkeit, α eine Konstante und φ das Volumen der dispersen Phase ist. Die Stättigungsmagnetisierung von Magnetofluiden ist eine Funktion des Volumens der dispersen Phase von magnetischem Material in dem Magnetofluid. Bei Magnetofluiden ist das tatsächliche Volumen der dispersen Phase gleich dem Phasenvolumen von magnetischen Teilchen plus dem Phasenvolumen des angelagerten Dispergationsmittels.
- Die Größe und die Größenverteilung der magnetischen Teilchen, zusammen mit den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Dispergationsmittels, beeinflussen ebenfalls die Viskosität und folglich auch die Verdampfungsrate von Magnetofluiden.
- Es gibt jedoch zahlreiche Wege, auf die ein Ferrofluid seine Wirksamkeit verlieren kann, wie beispielsweise durch Verdampfen der Trägerflüssigkeit. Ein weiteres Problem ist der oxidative Abbau, der stattfindet, wenn das Fluid in Anwesenheit von Luft erwärmt wird.
- Der oxidative Abbau der magnetischen Teilchen bewirkt, daß die Teilchen ihren magnetischen Charakter verlieren, weil sich auf der Oberfläche der Teilchen eine nichtmagnetische oder gering magnetische Oxidschicht bildet. Versuche, dieses Problem zu lösen, d. h. die Oxidation der magnetischen Teilchen zu verhindern, sind in den Dokumenten US-A-4608186, US-A-4624797 und US-A-4626370 beschrieben.
- Insbesondere offenbart die US-A-4624797 ein Magnetofluid mit feinen Metallteilchen von Kobalt, einem nichtionischen oder öllöslichen anionischen oberflächenaktiven Stoff und einem niedrigflüchtigen Lösungsmittel. Optional enthält das Magnetofluid ein Antioxidationsmittel (z. B. ein Tocopherol), um die Oxidation der Kobaltteilchen zu verhindern.
- Neben dem oxidativen Abbau der magnetischen Teilchen ist der oxidative Abbau des Dispergationsmittels ein weiteres Problem, das mit dem Verlust der Wirksamkeit eines Ferrofluids zusammenhängt. Der oxidative Abbau des Dispergationsmittels erhöht die gegenseitige Anziehung der Teilchen in dem Kolloid, was dazu führt, daß das magnetische Kolloid sehr viel schneller geliert als es ohne oxidativen Abbau der Fall wäre. Folglich besteht in der Technik ein Bedarf an einem Ferrofluid mit verbesserter Beständigkeit gegen oxidativen Abbau des Dispergationsmittels, um die Zeit bis zum Gelieren des Ferrofluids zu verlängern.
- Demgemäß umfaßt die vorliegende Erfindung eine Ferrofluidzusammensetzung mit einer Trägerflüssigkeit und mit Dispergationsmitteln überzogenen magnetischen Ferritteilchen in stabiler Kolloidsuspension, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 50 Gewichts-% des Ferrofluids ein Alkyldipehnylamin als Antioxidationsmittel sind, das geeignet ist, das Gelieren des Ferrofluids durch oxidativen Abbau zu verbessern.
- Gemäß einem anderen Aspekt gibt die Erfindung auch ein Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit eines Ferrofluids mit einer Trägerflüssigkeit und mit Dispergationsmittel überzogenen magnetischen Ferritteilchen in stabiler Kolloidsuspension gegen Gelieren durch oxidativen Abbau an, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Ferrofluid 5 bis 50 Gewichts-% des Ferrofluids eines Alkyldiphenylamins als Antioxidationsmittel hinzugefügt werden, um die Zeit zu verlängern, die zum Gelieren des Ferrofluids benötigt wird.
- Ferrofluide sowie Verfahren zum Herstellen von Ferrofluiden sind in der Technik allgemein bekannt. Die US-A-4701276 beschreibt Ferrofluide sowie ihre Verwendung und Einsatzmöglichkeiten. Ferrofluide enthalten im allgemeinen eine Trägerflüssigkeit und magnetische Teilchen in einer stabilen Kolloidsuspension.
- Die bei dem Ferrofluid der vorliegenden Erfindung verwendete Trägerflüssigkeit kann jede beliebige Trägerflüssigkeit sein, die dem Fachmann als für Ferrofluide verwendbar bekannt ist. Die Trägerflüssigkeit kann eine polare oder eine nichtpolare Trägerflüssigkeit sein. Die Wahl der Trägerflüssigkeit und die eingesetzte Menge hängen von der geplanten Anwendung des Ferrofluids ab und können von dem Fachmann auf Grundlage der speziellen gewünschten Eigenschaften des fertigen Ferrofluids leicht bestimmt werden. Geeignete Trägerflüssigkeiten sind in der US-A-4938886 und der US-A-5064550 offenbart.
- Beispiele für polare Trägerflüssigkeiten, in denen stabile Suspensionen von magnetischen Teilchen gebildet werden können, umfassen jeden beliebigen Ester- Weichmacher für Polymere wie beispielsweise Vinylchloridharze. Derartige Verbindungen sind leicht kommerziell zu beziehen. Geeignete polare Trägerflüssigkeiten umfassen: Polyester gesättigter Kohlenwasserstoffsäuren, wie zum Beispiel C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Kohlenwasserstoffsäuren; Phthalate wie Dioctyl und andere Dialkylphthalate; Citratester; und Trimellitatester, wie Tri(n-octyl/n-decyl)ester. Andere geeignete polare Träger umfassen: Phthalsäurederivate, wie Dialkyl- und Alkylbenzyl- Orthophthalate; Phosphate wie Triaryl-, Trialkyl- oder Alkylarylphosphate; und Epoxyderivate wie epoxidiertes Sojaöl.
- Nichtpolare Trägerflüssigkeiten, die bei der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Kohlenwasserstofföle, insbesondere Poly(Alpha-Olefin)-Öle mit niedriger Flüchtigkeit und niedriger Viskosität. Derartige Öle sind einfach im Handel zu beziehen. So können zum Beispiel die von der Gulf Oil Company hergestellten SYNTHANE-Öle mit Viskositäten von 2, 4, 6, 8 oder 10 Centistoke (cst) als nichtpolare Träger bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
- Vorzugsweise wird bei der vorliegenden Erfindung eine polare Trägerflüssigkeit verwendet. Insbesondere ist die Trägerflüssigkeit ein Trimellitattriester, wie sie verbreitet als Weichmacher in der Draht- und Kabelindustrie eingesetzt werden. Im besten Fall ist die Trägerflüssigkeit der von der Aristec Chemical Company unter dem Handelsnamen PX336 vertriebene Trimellitattriester.
- Die Ferrofluide gemäß der vorliegenden Erfindung können jedes beliebige magnetische Teilchen enthalten, das zur Verwendung in Ferrofluiden geeignet ist, einschließlich Metallteilchen und Metalllegierungsteilchen. Geeignete magnetische Teilchen zur Verwendung in dem Ferrofluid der vorliegenden Erfindung umfassen Magnetit, γ-Eisenoxid, und Ferrite, einschließlich MnZn-Ferrite.
- Vorzugsweise sind die magnetischen Teilchen Magnetit (Fe&sub3;O&sub4;) oder γ-Eisenoxid (Fe&sub2;O&sub3;). Insbesondere sind die magnetischen Teilchen Magnetit. Dem Fachmann sind die Verfahren zum Herstellen von Magnetit und anderen geeigneten magnetischen Teilchen hinlänglich bekannt.
- Die Menge an magnetischen Teilchen, die bei dem erfindungsgemäßen Ferrofluid eingesetzt wird, hängt von dem geplanten Verwendungszweck des Ferrofluids ab, und der Fachmann kann die optimale Menge leicht bestimmen. Vorzugsweise liegt der Anteil magnetischer Teilchen zwischen ungefähr 1 und ungefähr 20 Vol.- % des Fluids. Insbesondere liegt der Anteil magnetischer Teilchen zwischen ungefähr 1 und ungefähr 10 Vol.-%, im besten Fall zwischen ungefähr 3 und ungefähr 5 Vol.-% des Fluids.
- Die magnetischen Teilchen in dem Ferrofluid, wie beispielsweise Magnetit, haben vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 80 bis 90 Angström, doch können auch Teilchen mit kleinerem oder größeren Durchmesser der magnetischen Teilchen als geeignet verwendet werden. Der Fachmann kann die geeignete Teilchengröße ausgehend von dem geplanten Anwendungsgebiet des Ferrofluid sowie anderen Überlegungen leicht bestimmen.
- Die in dem Ferrofluid der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen sind mit einem Dispergationsmittel überzogen, um stabile Kolloidsuspensionen der magnetischen Teilchen in nichtpolaren und polaren Trägerflüssigkeiten mit relativ hohem Molekulargewicht zu bilden. Geeignete Dispergationsmittel zur Verwendung bei dem vorliegenden Ferrofluid sind in der US-A-4938886 und der US-A-5064550 offenbart. Dem Fachmann sind diese geeigneten Dispergationsmittel sowie die Art und Weise, wie sie in die Ferrofluide inkorporiert werden, bekannt. Vorzugsweise hat das Dispergationsmittel eine Carboxylgruppe als "Kopf"- oder Ankergruppe.
- Das erfindungsgemäße Ferrofluid enthält ferner ein Antioxidationsmittel. Das Antioxidationsmittel kann jedes beliebige dem Fachmann bekannte Antioxidationsmittel sein, einschließlich gehinderter Phenole und schwefelhaltiger Verbindungen. Der Fachmann kann leicht feststellen, ob ein bestimmtes Antioxidationsmittel geeignet ist, indem er das Antioxiationsmittel zu dem Ferrofluid hinzufügt und beobachtet, ob die Gelierzeit des Fluids im Vergleich zu der des Fluids ohne Antioxidationsmittel ansteigt.
- Vorzugsweise wird als Antioxidationsmittel das Alkyldiphenylamin L-57 von Ciba- Geigy oder OA502 von Witco gewählt.
- Das Antioxidationsmittel kann in einer Menge eingesetzt werden, die zum Verlängern der Gelierzeit eines Ferrofluids im Vergleich zu der Gelierzeit dieses Fluids ohne Antioxidationsmittel wirksam ist. Im allgemeinen liegt der Anteil des eingesetzten Antioxidationsmittels zwischen ungefähr 2 und ungefähr 50 Gewichts-% des Ferrofluids. Der Anteil des Antioxidationsmittels liegt zwischen ungefähr 5 und ungefähr 50 Gewichts-% des Ferrofluids, insbesondere von ungefähr 10 bis ungefähr 30 Gewichts-%. Vorzugsweise liegt der Anteil des eingesetzten Antioxidationsmittels zwischen ungefähr 10 und ungefähr 20 Gewichts-%.
- Das erfindungsgemäße Ferrofluid kann mit jedem beliebigen von den dem Fachmann bekannten Verfahren zum Herstellen von Ferrofluiden hergestellt werden. Vorzugsweise wird das zu verwendende Antioxidationsmittel einfach einem bekannten Ferrofluid, wie beispielsweise dem von der Nippon Ferrofluidics Corporation vertriebenen Ferrofluid CFF200A, in einer wirksamen Menge beigemischt.
- Es folgt eine rein beispielhafte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
- Auswirkung auf die Gelierzeit durch Beimischen eines Antioxidationsmittels zu dem Ferrofluid CFF200A (Nippon Ferrofluidics):
- Das Ferrofluid mit dem gewählten Anteil des Antioxidationsmittels OA502 wurde in ein Glasrohr mit einem Innendurchmesser von 11,8 mm, einem Außendurchmesser von 15,0 mm und einer Länge von 8,3 mm gebracht. Ein ausreichendes Volumen Ferrofluid wurde verwendet, so daß das Rohr 3 mm Material enthielt. Dann wurde das Rohr in einem in eine Aluminiumplatte (15,8 mm · 4,0 mm) gebohrtes Loch plaziert, das so bemessen ist, daß das Rohr einen engen Sitz hat. Die Aluminiumplatte wurde dann in einen Ofen mit einer geregelten Temperatur von 175 +/- 2ºC plaziert. Die Temperatur bei der Probe war 156 +/- 5ºC.
- Das Rohr mit dem Ferrofluid wurde periodisch aus dem Ofen entnommen, rapide abgekühlt und auf Zeichen für Gelbildung untersucht. Am Meniskus des Fluids in dem Rohr wurde ein kleiner Magnet angeordnet. Wenn das Material nicht länger von dem Abschnitt des Magneten über dem Meniskus angezogen wurde, wurde das Material als in den Gelzustand übergegangen betrachtet.
- Wiederholte Experimente mit der gleichen Ferrofluidzusammensetzung bei der gleichen Temperatur zeigten, daß die Gelierzeiten zu innerhalb +/- 20% wiederholbar waren. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargelegt.
Claims (8)
1. Ferrofluidzusammensetzung mit einer Trägerflüssigkeit und mit
Dispergationsmittel überzogenen magnetischen Ferritteilchen in stabiler
Kolloidsuspension, dadurch gekennzeichnet, daß 5 Gewichts-% bis 50 Gewichts-%
des Ferrofluids ein Alkyldiphenylamin als Antioxidationsmittel sind, das
geeignet ist, die Beständigkeit des Ferrofluids gegen Gelieren durch oxidativen
Abbau zu verbessern.
2. Ferrofluid nach Anspruch 1, wobei das Antioxidationsmittel mit einem Anteil
von 10 Gewichts-% bis 30 Gewichts-% vorhanden ist.
3. Ferrofluid nach Anspruch 1, wobei das Antioxidationsmittel mit einem Anteil
von 10 Gewichts-% bis 20 Gewichts-% vorhanden ist.
4. Ferrofluid nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Trägerflüssigkeit eine polare
Trägerflüssigkeit oder ein Esterweichmacher oder ein Trimellitattriester oder
eine unpolare Trägerflüssigkeit oder ein Kohlenwasserstofföl oder ein
Poly(Alpha-Olefin)-Öl ist.
5. Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit eines Ferrofluids mit einer
Trägerflüssigkeit und mit Dispergationsmittel überzogenen magnetischen
Ferritteilchen in stabiler Kolloidsuspension gegen Gelieren durch oxidativen
Abbau, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Ferrofluid 5 bis 50 Gewichts-%
des Ferrofluids eines Alkyldiphenylamins als Antioxidationsmittel hinzugefügt
werden, um die Zeit zu erhöhen, die zum Gelieren des Ferrofluids benötigt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Antioxidationsmittel in einem Anteil
von 10 bis 20 Gewichts-% zu dem Ferrofluid hinzugefügt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Trägerflüssigkeit ein
Trimellitattriester ist.
8. Ferrofluid nach Anspruch 1 oder Verfahren nach Anspruch 5, wobei die
magnetischen Teilchen Magnetitteilchen sind.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/356,519 US5656196A (en) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | Ferrofluid having improved oxidation resistance |
| PCT/JP1995/002585 WO1996019686A2 (en) | 1994-12-15 | 1995-12-15 | Ferrofluid having oxidation resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69527304D1 DE69527304D1 (de) | 2002-08-08 |
| DE69527304T2 true DE69527304T2 (de) | 2003-03-06 |
Family
ID=23401777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69527304T Expired - Lifetime DE69527304T2 (de) | 1994-12-15 | 1995-12-15 | Ferrofluid mit verbesserter oxidationsbeständigkheit |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5656196A (de) |
| EP (1) | EP0797832B1 (de) |
| JP (2) | JP4197056B2 (de) |
| AT (1) | ATE220241T1 (de) |
| DE (1) | DE69527304T2 (de) |
| WO (1) | WO1996019686A2 (de) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5656196A (en) * | 1994-12-15 | 1997-08-12 | Ferrotec Corporation | Ferrofluid having improved oxidation resistance |
| US5676877A (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-14 | Ferrotec Corporation | Process for producing a magnetic fluid and composition therefor |
| US6140001A (en) * | 1999-05-04 | 2000-10-31 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Iron oxide microparticles and a process for producing them |
| US6408884B1 (en) | 1999-12-15 | 2002-06-25 | University Of Washington | Magnetically actuated fluid handling devices for microfluidic applications |
| WO2001089985A2 (en) * | 2000-05-23 | 2001-11-29 | Arizona Board Of Regents | Novel method of creating micro-structures for micro-fluidic applications |
| US7063802B2 (en) * | 2003-03-28 | 2006-06-20 | Ferrotec Corporation | Composition and method of making an element-modified ferrofluid |
| US7454988B2 (en) * | 2005-02-10 | 2008-11-25 | Applera Corporation | Method for fluid sampling using electrically controlled droplets |
| US7575695B2 (en) * | 2006-01-20 | 2009-08-18 | Delphi Technologies, Inc. | Additives package and magnetorheological fluid formulations for extended durability |
| JP5330345B2 (ja) * | 2010-09-17 | 2013-10-30 | 株式会社東芝 | 洗濯機 |
| CN102721737B (zh) * | 2012-06-28 | 2014-10-29 | 吴江市宏达探伤器材有限公司 | 一种磁粉探伤用荧光水基磁悬液及其制备方法 |
| RU2502792C1 (ru) * | 2012-10-30 | 2013-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Способ получения магнитного масла |
| WO2015183293A1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-03 | Ferrotec (Usa) Corporation | Mixed ferrofluid and a rotary seal incorporating a mixed ferrofluid |
| JP5977321B2 (ja) * | 2014-11-20 | 2016-08-24 | 株式会社フェローテック | 磁性流体 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3764540A (en) * | 1971-05-28 | 1973-10-09 | Us Interior | Magnetofluids and their manufacture |
| US4485024A (en) * | 1982-04-07 | 1984-11-27 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Process for producing a ferrofluid, and a composition thereof |
| US4608186A (en) * | 1984-07-30 | 1986-08-26 | Tdk Corporation | Magnetic fluid |
| US4624797A (en) * | 1984-09-17 | 1986-11-25 | Tdk Corporation | Magnetic fluid and process for preparing the same |
| US4626370A (en) * | 1984-09-17 | 1986-12-02 | Tdk Corporation | Magnetic fluid |
| US4687596A (en) * | 1985-03-20 | 1987-08-18 | Ferrofluidics Corporation | Low viscosity, electrically conductive ferrofluid composition and method of making and using same |
| US4846985A (en) * | 1986-03-10 | 1989-07-11 | The Lubrizol Corporation | Antioxidant compositions |
| US4812249A (en) * | 1986-09-17 | 1989-03-14 | Circle Chemical Company, Inc. | Testing system |
| US4701275A (en) * | 1986-09-17 | 1987-10-20 | Circle Chemical Company, Inc. | Testing system |
| US4701276A (en) * | 1986-10-31 | 1987-10-20 | Hitachi Metals, Ltd. | Super paramagnetic fluids and methods of making super paramagnetic fluids |
| SE8800394L (sv) * | 1988-02-08 | 1989-08-09 | Skf Nova Ab | Superparamagnetiska vaetskor |
| JPH02239603A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-21 | Cosmo Sogo Kenkyusho:Kk | 磁性流体組成物 |
| US5064550A (en) * | 1989-05-26 | 1991-11-12 | Consolidated Chemical Consulting Co. | Superparamagnetic fluids and methods of making superparamagnetic fluids |
| US5656196A (en) * | 1994-12-15 | 1997-08-12 | Ferrotec Corporation | Ferrofluid having improved oxidation resistance |
| US5629274A (en) * | 1995-03-25 | 1997-05-13 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | Lubricating fluid composition for dynamic pressure bearing |
| JPH08259985A (ja) * | 1995-03-25 | 1996-10-08 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 動圧軸受用潤滑流体組成物 |
| JPH08259986A (ja) * | 1995-03-27 | 1996-10-08 | Taiho Ind Co Ltd | 磁性流体組成物 |
-
1994
- 1994-12-15 US US08/356,519 patent/US5656196A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-12-15 JP JP35171295A patent/JP4197056B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-15 EP EP95940453A patent/EP0797832B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-15 WO PCT/JP1995/002585 patent/WO1996019686A2/en active IP Right Grant
- 1995-12-15 AT AT95940453T patent/ATE220241T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-12-15 DE DE69527304T patent/DE69527304T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-12-03 US US08/753,949 patent/US5879580A/en not_active Expired - Lifetime
-
2008
- 2008-07-14 JP JP2008182771A patent/JP2008306198A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69527304D1 (de) | 2002-08-08 |
| EP0797832B1 (de) | 2002-07-03 |
| US5879580A (en) | 1999-03-09 |
| WO1996019686A2 (en) | 1996-06-27 |
| US5656196A (en) | 1997-08-12 |
| WO1996019686A3 (en) | 1996-10-17 |
| ATE220241T1 (de) | 2002-07-15 |
| EP0797832A2 (de) | 1997-10-01 |
| JPH08291296A (ja) | 1996-11-05 |
| JP2008306198A (ja) | 2008-12-18 |
| JP4197056B2 (ja) | 2008-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69527304T2 (de) | Ferrofluid mit verbesserter oxidationsbeständigkheit | |
| DE69313273T2 (de) | Magnetorheologische flüssigkeiten und herstellungsverfahrens | |
| DE69528760T2 (de) | Magnetorheologische materialien unter benutzung von oberflächenmodifizierten partikeln | |
| DE69731833T2 (de) | Magnetorheologische flüssigkeit | |
| DE60005965T2 (de) | Wasserhaltige magnetorheologische materialien | |
| EP1782439B1 (de) | Magnetorheologische materialien mit magnetischen und nichtmagnetischen anorganischen zusätzen und deren verwendung | |
| DE69820899T2 (de) | Magnetorheologische flüssigkeiten | |
| JP2800892B2 (ja) | 磁気粘性流体 | |
| DE2148785C3 (de) | Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE69617722T2 (de) | Wasserhaltige magnetorheologische materialen | |
| US4604222A (en) | Stable ferrofluid composition and method of making and using same | |
| DE60019627T2 (de) | Ferrofluid-zusammensetzung und verfahren | |
| EP0534234B1 (de) | Magnetorheologische Flüssigkeit | |
| DE602004009772T2 (de) | Magnetflüssigkeit mit verbesserter chemischer stabilität und herstellungsverfahren dafür | |
| JP2716971B2 (ja) | フエロフルイド組成物、その製造方法及びその使用 | |
| JP5313427B2 (ja) | 磁気レオロジ−・グリ−ス組成物 | |
| WO1997015058A1 (en) | A method and magnetorheological fluid formulations for increasing the output of a magnetorheological fluid device | |
| DE69730492T2 (de) | Herstellungsverfahren einer magnetflüssigkeit und zusammenstellung dafür | |
| CA2146551A1 (en) | Magnetorheological materials based on alloy particles | |
| DE2130921B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Pulver aus Eisen und/oder Kobalt und/oder | |
| DE60220490T2 (de) | Stabilisierung von magnetorheologischen Suspensionen mit einem Gemisch aus organischem Ton | |
| US4626370A (en) | Magnetic fluid | |
| DE69007455T2 (de) | Magnetisierbare Polysilsesquioxanmikrokugeln, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung in der Biologie. | |
| US6679999B2 (en) | MR fluids containing magnetic stainless steel | |
| DE60222353T2 (de) | Verwendung eines Diesters in eine magnetorheologische Flüssigkeit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |